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Cobertura de pontos por elipses usando programação não linear

Processo: 10/18980-3
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2011
Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
Pesquisador responsável:Marina Andretta
Beneficiário:Marina Andretta
Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Elipse  Programação não linear 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cobertura planar | Cobertura por elipses | programação não linear | Programação não-linear

Resumo

Problemas de cobertura maximal de pontos (MCLP - Maximal Covering Location Problems) surgem quando há recursos insuficientes para cobrir todos os pontos de demanda. Também surgem quando uma empresa busca maximizar o lucro para a cobertura selecionada. Qualquer ponto dentro da distância de cobertura é coberto e os demais pontos não são. O problema envolve implementar diferentes categorias de cobertura que possuem um custo específico associado a elas. O objetivo é cobrir os pontos que maximizam o lucro.Estamos interessados no problema de cobertura de pontos no plano por elipses: temos um conjunto de n pontos no plano (cada um com um peso associado), dispomos de um número m de elipses (cada uma com um custo associado à sua alocação) e desejamos alocar até k destas elipses de forma a cobrir os pontos no plano que tragam o maior lucro. O lucro é medido como a soma do peso dos pontos cobertos, subtraindo-se a soma dos custos das elipses alocadas.Há alguns métodos que podem ser usados para a resolução deste problema, vários dos quais empregam heurísticas e aproximações da solução. Estamos interessados em algoritmos exatos para solução do problema. Neste caso, faremos uma enumeração de subconjuntos das m elipses, com até k elementos. Para cada um destes subconjuntos, analisaremos quais pontos podem ser cobertos por estas elipses e encontraremos a melhor solução. Para descobrir onde posicionar uma elipse no plano de forma a cobrir um dado subconjunto de pontos (e se este posicionamento é possível), usaremos ALGENCAN, um método para resolver problemas de programação não linear.Estamos interessados também em desenvolver um método que considere o caso em que as elipses possuem tamanhos variáveis. Desta forma, o custo de sua alocação seria uma função de sua área. Um método para resolução deste problema mais genérico deve ser essencialmente diferente do método de enumeração mencionado acima. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ANDRETTA, M.; BIRGIN, E. G.. Deterministic and stochastic global optimization techniques for planar covering with ellipses problems. European Journal of Operational Research, v. 224, n. 1, p. 23-40, . (10/18980-3, 10/10133-0, 06/53768-0, 09/10241-0)